Sắt nguyên tố có hại khi mài nền kim loại. Tuy nhiên, sắt là không thể tránh khỏi trong quá trình sản xuất bột silic cacbua. Sau đây là một số phương pháp để loại bỏ sắt và tạp chất từ tính khỏi bột cacbua silic.
Quy trình khử sắt bằng hóa chất – phương pháp rửa trôi axit
Các tạp chất sắt trong bột vi cacbua silic tồn tại chủ yếu ở dạng sắt đơn và oxit sắt oxit của nó. Vì sắt đơn chất và sắt trioxit của nó đều tan trong axit sunfuric, axit nitric, axit hydrochloric, vân vân., tạo ra muối sắt hòa tan có thể được loại bỏ bằng cách rửa bằng nước. Bằng cách so sánh ảnh hưởng của nồng độ axit clohydric và nhiệt độ phản ứng đến tốc độ loại bỏ sắt, cuối cùng chúng tôi đã thu được tốc độ loại bỏ sắt cao nhất với nồng độ axit clohydric ở 180g / L và nhiệt độ phản ứng ở 80 ℃, và tỷ lệ loại bỏ sắt có thể đạt khoảng 93% trong điều kiện này. Kết quả thử nghiệm cho thấy đối với bột silic cacbua với kích thước hạt trung bình là 0.5 μm, tỷ lệ loại bỏ các tạp chất sắt từ bột vi silic cacbua có thể đạt đến 88% bằng cách sử dụng hỗn hợp 20% axit clohydric và 10% axit flohydric theo thể tích và giữ ở 70 ° C trong ba giờ.
Bột silic cacbua sắt cao thu được bằng cách khử sắt điện từ lần đầu tiên được trộn với nước ở 80-90 ° C. Sau khi hỗn hợp sệt được khuấy đều, một lượng axit sunfuric nhất định, axit nitric, hoặc axit hỗn hợp được thêm vào, và sau 4-6 h ngâm mình, nước được rửa thành trung tính, và bột vi phân silic cacbua chìm xuống đáy thùng, trong khi các tạp chất sắt được loại bỏ bằng quá trình giặt, do đó đạt được sự tách biệt của bột vi cacbua silic khỏi các tạp chất sắt.
Phương pháp loại bỏ axit hóa học truyền thống có tỷ lệ loại bỏ sắt cao. Tuy nhiên, nước axit được tạo ra bởi quá trình khử sắt cần phải được xử lý trước khi xả, dễ gây ô nhiễm nguồn nước ngầm nếu không được xử lý đúng cách. Và sau khi rửa axit silic cacbua vi bột dễ tạo ra kết tụ, không có lợi cho việc xử lý tiếp theo bột vi cacbua silic, rửa axit của bột silic cacbua vi mô cần được rửa để trung tính, vì vậy việc giặt giũ cũng sẽ gây lãng phí rất nhiều nước tinh khiết.
Quá trình loại bỏ sắt vật lý – phương pháp tách từ tính
Phương pháp tách từ là sử dụng tính chất từ của kim loại và oxit của chúng, xung quanh việc bổ sung các vật liệu từ tính vào các nguyên tử kim loại để tạo ra một lực hút hoặc lực đẩy để di chuyển các nguyên tử kim loại ra khỏi phương pháp bột cacbua silic. Theo nguyên liệu thô ướt và khô có thể được chia thành: phương pháp tách từ ướt và phương pháp tách từ khô hai.
Hiệu quả loại bỏ sắt điện từ, mức độ tự động hóa cao, phù hợp với nhu cầu sản xuất công nghiệp, đồng thời tránh sử dụng một số lượng lớn hóa chất, phù hợp với tiết kiệm năng lượng quốc gia, chính sách giảm phát thải. Tuy nhiên, đối với tạp chất sắt có hàm lượng sắt cao hoặc từ tính yếu, chỉ sử dụng loại bỏ điện từ không đạt được độ tinh khiết của cacbua silic theo yêu cầu của quy trình.
Vật lý – phương pháp tổng hợp hóa học
Do khả năng loại bỏ sắt hạn chế của bản thân bộ tách từ, đối với hàm lượng sắt cao của bột silic cacbua vi mô chỉ bằng phương pháp vật lý, bột vi cacbua silic thu được có thể không đạt được mục đích mong muốn. Vì vậy, trước tiên bạn có thể sử dụng phương pháp tách từ để tách từ sơ bộ, và sau đó thông qua phương pháp rửa trôi axit cho phương pháp loại bỏ sắt thứ cấp.
Trước hết, quá trình tách từ được thực hiện bằng cách sử dụng bộ tách từ trường điện từ xung, và sau đó là bốn loại axit khác nhau, cụ thể là axit sunfuric, axit hydrochloric, axit oxalic, và một 1:1 hỗn hợp axit clohydric và axit oxalic, được thêm vào dưới dạng giải pháp lọc. Kết quả thực nghiệm cho thấy: sau khi tách từ tính sơ cấp của bột cacbua silic, và sau đó thông qua nồng độ axit của 12% axit clohydric và axit oxalic 1:1 tỷ lệ axit hỗn hợp làm dung dịch rửa trôi để loại bỏ sắt, tỷ lệ loại bỏ cuối cùng của các tạp chất sắt trong cacbua silic có thể đạt khoảng 95%.
Các quy trình khử sắt khác
Phương pháp tẩy rửa axit và khử sắt bằng điện từ là công nghiệp bột cacbua silic hiện nay được sử dụng phổ biến để khử sắt. Tuy nhiên, có các phương pháp và quy trình loại bỏ sắt khác trong các ngành công nghiệp khác, và một số trong số chúng được liệt kê để cung cấp cơ sở lý thuyết cho quá trình khử sắt của bột cacbua silic.
Rửa trôi bởi quá trình oxy hóa
Phương pháp khử sắt bằng oxy hóa sử dụng các chất oxy hóa mạnh (sodium hypochlorite, clo, vân vân.) để oxy hóa Fe không hòa tan thành Fe2 + hòa tan trong nước trong môi trường nước, do đó loại bỏ các tạp chất sắt thông qua rửa.
Giảm rửa trôi
Các ion sắt hóa trị ba không tan trong nước bị khử thành các ion sắt hóa trị hai, và sau đó rửa sạch bằng cách thêm nước tinh khiết, do đó đạt được việc loại bỏ các tạp chất sắt.
